Проектирование измерительного канала информационно измерительной системы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Тульский государственный университет

Политехнический институт

Кафедра «ИМС»

Контрольно-курсовая работа

по дисциплине:

Информационно-измерительные системы

На тему:

Проектирование измерительного канала информационноизмерительной системы

Выполнил:

ст.гр. 620521                                                                 Локтионова А.С.

Проверил:

Д.т.н., проф.                                                                 Ушаков М.В.

Тула, 2016г.

        Задание на работу: Спроектировать измерительный канал информационно-ищмерительной системы и провести анализ статистический погрешностей измерений в ИК.

Термосопротивление (ТР) марки ТСМ-0281 - чувствительный элемент, имеет технические характеристики:

• материалом служит медь;
• рабочий диапазон температур (в град.С) указан в таблице вариантов;
• функция преобразования R = R0 + ST( Т - Т0);
• R0 - начальное сопротивление при температуре Тп = 20 град.С (в таблице вариантов);
• чувствительность ST =0,214 Ом/град.С;
• постоянная времени τ = 0,1 с;
• предельная допускаемая основная погрешность δБР = ± 0,2 %.

[pic 1]

Рисунок 1 — Структурная схема ИК

На схеме используются следующие обозначения:

x(t) - изменяющаяся во времени измеряемая физическая величина;

Д - датчик физической величины с электрическим выходом;

ЧЭ - чувствительный элемент датчика;

ИП - измерительный преобразователь - преобразователь выходного сигнала чувствительного элемента в электрический сигнал;

НП,,НП2 - нормирующие преобразователи;

К - коммутатор с четырьмя входами;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

МК - микроконтроллер;

U,, U 2 - команды управления АЦП и коммутатором

--/--- шина передачи цифровых сигналов.

Расчет статических погрешностей ИК

Условия работы ИК полагаем нормальными; рассчитывается основная составляющая статической погрешности измерений. На рис. 2 приведена расчетная схема, с помощью которой находится статическая погрешность ИК.

На рис. 2 используются следующие обозначения:[pic 2]

x(t) - измеряемая физическая величина;

d(t), v(t), b(t), y(t) - промежуточные аналоговые сигналы;

{z,} - поток двоичных кодов, передаваемых с выхода АЦП во входной порт МК;

[pic 3] — относительные погрешности соответствующих устройств ИК.

Погрешностями вычислений и округлений результатов в МК можно пренебречь, если разрядность данных в МК превышает на 3...4 разряда разрядность АЦП. Поэтому в расчетной схеме погрешности МК отсутствуют.

Из метрологии известно, что суммарная относительная статическая погрешность ИК равна сумме относительных погрешностей входящих в его состав устройств [9,10]:

[pic 4]        (1)

Будем оценивать статическую точность ИК с помощью максимальной,

приведенной к верхней границе х диапазона [х;х] измеряемой физической величины x(t), суммарной погрешности измерений δСΣ(х).

Выбираем составляющие ИК:

Выбор нормирующего преобразователя (усилителя):